The magnetoelectric coupling in the multiferroic compound LiCu2O2
本文研究了锯齿形自旋链多铁性LiCu_2O_2化合物的铁电性和磁性之间可能的耦合类型。基于群论分析，我们构造了一个多序参量的唯象模型。从我们的计算中，我们得出结论，涉及链间的磁结构和铁电性的耦合是必要的，以了解Park等人的实验结果。我们提出的模型是能够占的电极化的强度触发器中存在的外部施加的磁场。此外，基于我们的理论模型，我们可以作出具体的选择规则预测存在于LiCu2O2系统中的电磁振子激发。我们还预测，在交流电导率测量中测得的电磁振子峰是场相关的。
2008-05-01 cond-mat.str-el
Giant Magnetoelectric Effect in a Multiferroic Material with a High Ferroelectric Transition Temperature
我们提出了一个独特的例子，巨磁电效应在传统的多铁性HoMnO 3，其中极化是非常大的（~56 mC/m2）和铁电转变温度是高于磁有序温度的顺序。我们将巨磁电效应的独特性归因于具有大磁矩的稀土离子完全由偏心位移引起的铁电性。这一发现为设计具有大极化、高铁电转变温度和大磁电效应的多铁性材料提供了一条新的途径。
2008-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field control of terahertz polarization in a multiferroic manganite with electromagnons
动态磁电效应的全电控制证明在经典的多铁性锰氧化物DyMnO 3，一种材料，包含耦合的反铁磁和铁电订单。由于与电磁振子的固有磁电耦合，线性偏振的太赫兹光在穿过样品时旋转。极化旋转的幅度和方向由铁电畴的取向决定，并且可以通过静态电压进行切换。这些实验允许使用动态磁电效应来调谐太赫兹偏振。
2017-04-05 cond-mat.str-el
Recent progress in first-principles studies of magnetoelectric multiferroics
在过去的几年里，结合磁性和铁电性能的材料产生了越来越多的兴趣，这是由于它们的不同性能和它们在新型磁电器件应用中的潜在效用。本文综述了基于密度泛函理论的计算第一性原理方法在这类磁电多铁性材料研究中的最新进展。特别是，我们展示了如何第一性原理方法已成功地用于解释多铁性材料的各种属性，并预测新的效果和新的系统，表现出多铁性。
2005-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-order multi-k phase transitions and magnetoelectric effects in multiferroic Co3TeO6
本文对Co_3TeO_6的磁相序列进行了理论描述。由对应于不同波矢的耦合序参量引起的向公度多铁性基态的转变的强一阶特征与大的磁弹性效应有关，该磁弹性效应具有对原子间间距极其敏感的交换能。多铁性相的单斜磁对称性C2'允许自发极化和磁化以及线性磁电效应。弱铁磁畴的存在是由二次谐波产生测量实验验证。
2012-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of ferroelectric polarization via uniaxial pressure in the spin-lattice-coupled multiferroic CuFe1-xGaxO2
我们已经证明，铁电极化在自旋驱动的多铁性CuFe 1-xGaxO 2（x = 0.035）可以通过施加单轴压力来控制。我们的中子衍射和原位铁电极化测量表明，铁电极化的压力依赖性是由三种类型的磁畴的再布居的三角对称的晶体。我们认为自旋驱动的各向异性晶格畸变以及磁调制波矢方向与铁电极化方向之间的固定关系是自旋介导的压电效应的关键。
2011-05-18 cond-mat.str-el
Strong magnetoelectric coupling in mixed ferrimagnetic-multiferroic phases of a double perovskite
探索新的磁性材料对于发现有利的功能性质如磁阻、磁热效应、自旋电子功能性和多铁性是必不可少的。由于几种磁性离子的适当组合所产生的有趣的物理性质，最近已经研究了多种类型的双钙钛矿化合物。在这项研究中，据观察，占主导地位的亚铁磁性相共存的一个次要的多铁性相在单晶双钙钛矿Er 2CoMnO 6。铁磁序的大部分被激活的长程序的Er 3+的磁矩低于TEr = 10 K除了铁磁序的Co 2+和Mn 4+的时刻在TC = 67 K，其特征在于在TComp = 3.15 K的补偿磁化。在TComp以下观察到的反向磁滞回线可以通过扩展的Stoner-Wohlfarth模型来描述。在2K时的铁电极化率为0.9 μ C/m2，证明了额外的多铁性相。共存的亚铁磁和多铁性相出现强烈的相关性，在变磁和铁电相变同时发生。基于Er 2CoMnO 6中复杂的磁关联和相的结果丰富了双钙钛矿中独特的磁特性范围内的磁性材料的基础和应用研究。
2019-05-02 cond-mat.str-el
Epitaxially Strained BiMnO3 Films: High-Temperature Robust Multiferroic Materials with Novel Magnetoelectric Coupling
铁电和铁磁有序共存的多铁性材料是磁电应用的理想材料。不幸的是，只有很少的铁电-铁磁多铁性（具有低磁临界温度）被发现。在这里，我们进行第一性原理计算的外延应变沿赝立方[001]方向生长的BiMnO 3薄膜的性能的影响进行调查。与具有中心对称C2/c空间群的体相基态不同，拉伸外延应变稳定了具有大极化（P > 80 μC/cm 2）和高居里温度（Tc预计在169 K和395 K之间）的铁磁和铁电Cc态。更重要的是，在多铁性Cc态中存在一种新颖的本征磁电耦合，易磁化轴可由外部电场控制。
2013-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity and Magnetoelectric Coupling in TbMnO3 Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法在掺Nb的SrTiO_3（001）衬底上生长多铁性TbMnO_3薄膜及其功能特性。通过进行详细的磁性和铁电性能的测量，我们表明，在大块晶体中已知的自旋起源的多铁性可以成功地转移到TbMnO 3薄膜。同时，观察到异常的磁性转变和不寻常的磁电耦合有关的Tb的时刻，这表明在薄膜中的Tb的修改的磁配置相比，散装对应物。此外，它被发现，磁电耦合启用Tb矩甚至可以看到远高于Tb自旋有序温度，这提供了一个更大的温度范围内的磁电控制涉及Tb矩。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comparison between two simple numerical models for the magnetoelectric interaction in multiferroics
我们开发了数值计算来模拟多铁性化合物中的磁电耦合，使用Monte Carlo技术。两个简单的模型被用来模拟化合物。在第一个模型中，磁性离子由自旋为1/2的二维伊辛离子晶格表示，而电晶格由经典磁矩表示，与磁矩一一耦合。两个晶格之间的耦合允许主导晶格（即磁性晶格）在垂直于磁偶极子的一个方向上改变电偶极子的取向。选择该方向以实现磁电效应的对称性要求。在第二种情况下，磁晶格也是二维伊辛晶格，但是电动量在也表现为伊辛晶格的晶格中，垂直于磁矩。在这种情况下，电动量和磁矩的一对一耦合由一个二值能量参数表示，允许两个晶格的独立转变温度的可能性。两个模型都包含三个独立的参数。我们研究了这两种模型获得的物理性质，作为三个参数的比例的函数。这两种情况下的结果使我们能够比较模型的物理变化，并与实验测量的化合物的物理变化进行比较。
2011-05-03 cond-mat.str-el
Multiferroic rust: magnetoelectric effect in göthite, $α$-FeOOH
通过对称性分析、密度泛函理论计算和蒙特卡罗模拟我们证明了针铁矿$α$ -FeOOH在低于Néel温度$T_{\rm N}=400$ K时是线性磁电体.实验观察到的磁场诱导自旋翻转相变的结果是电极化的强度的方向改变或抑制。磁电系数计算值为0.24 $μ$ C m $^{-2}$ T $^{-1}$。针铁矿在自然界中的丰度使其成为最广泛的磁电材料。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced ferroelectric polarization by induced Dy spin-order in multiferroic DyMnO3
中子粉末衍射和单晶X射线共振磁散射测量表明，Dy在TNDy = 6.5 K以上的多铁性DyMnO 3中起着增强铁电极化的积极作用。我们观察到一个不相称的顺序的Dy时刻与Mn螺旋订购相同的周期性的演变。它密切跟踪铁电极化的演变，达到最大值0.2 μ C/m^2。低于TNDy，其中Dy自旋有序，极化降低到与TbMnO 3的值相似的值。
2006-09-01 cond-mat.str-el
Studies on the high-temperature ferroelectric transition of multiferroic hexagonal manganite RMnO3
六方晶系锰氧化物是一种多铁性材料，具有两种不同的相变：在高于1000 K时的铁电相变（从P63/mmc到P63/cm）和在TN=65 - 130 K时的反铁磁相变。尽管铁电相变与铁电畴物理学密切相关，但迄今为止，铁电相变的细节还不为人所知，主要是因为超高的转变温度。利用高温X射线衍射实验，我们证明了铁电相变是一个突变有序的单一相变，R-Op位移是主要的序参量。然后，这种结构转变同时伴随着MnO 5倾斜和随后的电极化的强度的发展。
2018-02-19 cond-mat.str-el
Phase transitions in multiferroic BiFeO3 crystals, thin-layers, and ceramics: Enduring potential for a single phase, room-temperature magnetoelectric 'holy grail'
研究了多铁性铋铁氧体在磁场、外延应变和成分改性作用下的磁相变。这些从空间调制的自旋螺旋状态到同质反铁磁状态的转变伴随着潜在磁化强度的释放和线性磁电效应，使得BiFeO3基材料有效的室温单相多铁性。
2008-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic ferroelectric-ferromagnetic multiferroics in strained EuTiO$_{3-x}$H$_x$
极性金属由金属性和极性晶体结构的共存来定义。它们在非线性光学、铁电器件和量子器件中具有潜在的应用。同时，铁电-铁磁（FE-FM）多铁性同时显示铁电性和铁磁性，导致信息存储的新技术。金属性、铁电性和铁磁性是否可以在材料的单一区域共存，这仍然是一个悬而未决的问题。EuTiO $_3$在磁传感器、存储器、磁光器件和能量转换器件中具有潜在的应用前景。它稳定在一个多临界平衡，并表现出丰富的一系列有趣的属性。在这里，使用混合密度泛函理论计算的结果，我们报告金属FE-FM多铁性在应变工程外延EuTiO $_3$与H掺杂。极性金属磁性的出现为控制这些材料的应用提供了新的自由度。讨论了金属性、铁电性和铁磁性共存的基本机制。用Ruderman-Kittel-Kasuya- Yosida（RKKY）相互作用解释了金属EuTiO $_{3-x}$ H $_x$的铁磁性，与实验结果一致.由于费米能级上的电子与铁电畸变的耦合较弱，金属性和铁电性可以共存。我们的研究结果表明，应变和掺杂的综合作用是负责实现EuTiO $_3$基金属FE-FM多铁性，并可能提供一个新的途径，获得金属FE-FM多铁性在其他材料。
2020-02-28 cond-mat.str-el
Multiferroic materials and magnetoelectric physics: symmetry, entanglement, excitation, and topology
多铁性是指具有一个以上铁性序的材料，而磁电性是指磁性和电性之间的相互耦合。多铁性学科在21世纪的头十年里空前活跃，已成为凝聚态物理和材料科学的热门学科之一。在过去的十年中，一系列里程碑式的进展使我们对多铁性物理的理解变得更加全面和深刻，这进一步推动了这一令人兴奋的领域的研究前沿。随着更多的多铁性材料的出现和磁电性能的提高，其应用越来越近。虽然有关于2010年之前主要进展的开创性审查文章，但必须更新审查报告，介绍2010年以来取得的新成就。本文简要介绍了多铁性和磁电性的基本知识，总结了近六年来多铁性，特别是磁电性及其相关物理的重要研究活动。我们不仅考虑单相多铁性，而且考虑多铁性异质结构。我们解决有关磁电耦合的物理机制，使这个不同的学科的骨干可以突出。一系列关于晶格对称性，磁有序，铁电产生，电磁子激发，多铁性畴结构和畴壁动力学，以及多铁性异质结构中的界面耦合的问题，将在一个更新的物理框架中重新讨论。此外，一些新兴的现象和相关的物理，包括磁skyrmions和一般的拓扑结构与磁电将被讨论。
2016-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Converse Magnetoelectric Effects in Fe3O4/BaTiO3 Multiferroic Hybrids
对逆磁电效应的定量理解，在非本征多铁性混合体中，作为所施加的电场的函数的磁化强度的变化是未来自旋电子器件开发的关键先决条件。本文详细研究了室温下在铁电BaTiO_3衬底上的亚铁磁Fe_3O_4薄膜的应变介导逆磁电效应。实验结果与基于双区模型的数值模拟结果吻合良好。这表明，电场诱导的Fe3O4薄膜中的磁状态的变化可以很好地描述为在BaTiO 3衬底中存在两个不同的铁弹畴，导致在Fe3O4薄膜中的两个不同的应变区域具有不同的磁性。两区模型可以预测由铁磁薄膜和铁弹衬底组成的多铁性混合结构中的逆磁电效应。
2013-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Muon-spin relaxation and heat capacity measurements on the magnetoelectric and multiferroic pyroxenes LiFeSi2O6 and NaFeSi2O6
两个辉石化合物LiFeSi2O6和NaFeSi2O6的μ子自旋弛豫和热容测量的结果表明，尽管其潜在的结构相似的磁有序是相当不同的。在LiFeSi2O6中，在TN以下观察到单个μ子旋进频率，这与热容量和相称的磁结构中TN处的单峰一致。在外加磁场中，热容峰一分为二。相比之下，对于天然NaFeSi2O6，在零磁场下观察到多铁性，观察到快速的高斯去极化，表明磁性结构更复杂。合成NaFeSi2O6显示出单一的μ子旋进频率，但具有比锂化合物大得多的阻尼率。热容量测量再现以前从其他技术得到的相图，并表明磁熵主要与准一维Fe 3+链中的相关性的建立有关。
2010-02-08 cond-mat.str-el
Identification of microscopic spin-polarization coupling in the ferroelectric phase of a magnetoelectric multiferroic CuFe1-xAlxO2
我们对磁电多铁性CuFe 1-xAlxO 2（x=0.0155）进行了同步辐射X射线和中子衍射测量，该材料具有适当的螺旋磁结构，在铁电相中具有不相称的传播波矢。目前的测量结果表明，铁电相伴随着晶格调制波数为2 q，其中q是磁调制波数。我们用Arima [T. Arima，J. Phys. Soc. Jpn. 76，073702（2007）]。将实验结果与计算结果进行比较，我们发现2 q晶格调制的起源不是传统的磁致伸缩，而是磁性Fe^3+离子和配体O^2-离子之间的金属-配体杂化的变化。将本结果与先前的极化中子衍射研究结果[Nakajima等人，物理评论B 77 052401（2008）]，我们得出结论，在CuFe 1-xAlxO 2的铁电性的微观起源是在金属配体杂化与自旋轨道耦合的变化。
2008-06-12 cond-mat.str-el
Relationship between ferroelectricity and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroics and the effect of bond-bending
我们研究了多铁性的微观机制，特别是使用“自旋电流”模型（Hosho Katamoto，Naoto Nagaosa和Aleander V. Balatsky，Phys. Rev. Lett. 95，057205（2005））。从一个具有螺旋自旋的系统出发，求解了电子波函数的形式，并分析了它们的特性。铁电性与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的关系（I. Dzyaloshinskii，J.Phys.Chem.Solids4，241（1958）和T. Moriya，Phys.Rev.120，91（1960））是明确建立的。电极化的强度与磁序波矢之间也有简单的关系。最后，我们证明了过渡金属氧化物中存在的键弯曲可以增强铁电性。
2008-04-28 cond-mat.str-el
Rich magnetoelectric phase diagrams of multiferroic single-crystal alpha-NaFeO2
通过磁化强度、比热、介电常数和热释电电流测量以及中子衍射实验研究了多铁性三角晶格磁体化合物α-NaFeO 2的磁性和介电性质，所述中子衍射实验使用通过水热合成方法生长的单晶。该工作产生了磁场（在单斜ab平面B_ab和沿c* 轴B_c）与温度的磁相图，其中在B_ab和沿B_c分别包括五个和六个磁有序相。通过比较不同铁电相的极化方向与磁结构的关系，我们认为用正交分量p1 ~ rij x（Si x Sj）和p2 ~ Si x Sj表示的广义逆Dzyaloshinskiii-Moriya机制可以解释不同铁电相的极化方向.基于计算，将交换相互作用的第四个最近邻（NN）耦合，我们推断，反铁磁性之间的竞争第二NN相互作用在三角形晶格平面，以及弱面间反铁磁性相互作用，负责丰富的相图α-NaFeO 2。
2019-03-12 cond-mat.str-el
An Effective Model of Magnetoelectricity in Multiferroics $RMn_2O_5$
本文提出了一个有效的模型$RMn_2O_5$来解释多铁性材料的相图和磁电耦合机制。我们表明，在$RMn_2O_5$的磁电耦合的性质是两个伊辛型订单之间的耦合，即，铁电秩序在b轴，和两个阻挫反铁磁链之间的耦合磁秩序。受抑的磁结构驱动系统到一个无公度的相变，这可以被理解为一个共线或共面之间的竞争秩序源于“秩序无序”机制和手征对称性秩序。计算了低能激励，分析了外加磁场对低能激励的影响。预测了在无公度相的电磁振子谱的独特特征。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transition between two metallic ferroelectric orders in multiferroic Ca$_3$Ru$_2$O$_7$, induced by magnetism-mediated orbital re-polarization
在过去的几十年里，Ca $_3$ Ru $_2$ O $_7$在48 K一级相变以下的低温相仍然是一个谜，有争议的建议涉及金属铁电，轨道或磁有序。通过对实验晶格结构的分析、密度泛函理论计算和有效模型分析，我们提出48 K相变是磁性介导的轨道再极化促进的成键相变。最有趣的是，这种转变伴随着\textit{two}金属铁电顺序从$xy+y$对称性到$xz+z$的切换。我们的研究不仅解决了这种材料中这种相变的一个长期存在的难题，而且还展示了坏金属中多个新兴铁电秩序之间的过渡的第一个例子，这是由多铁性秩序之间的相互作用引起的。
2018-09-12 cond-mat.str-el
Coupled magnetic and ferroelectric domains in multiferroic Ni3V2O8
通过极化磁中子衍射证实了多铁性畴的电控制。在电场（E）中冷却到Ni 3V 2 O 8的摆线多铁性相，导致无公度布拉格反射变为中子自旋极化，中子极化的方向与E相反。定量分析表明，E处理的样品具有手性，可以被E逆转。我们进一步通过E驱动的自旋和电极化的强度滞后显示了摆线畴和铁电畴之间的密切联系。我们认为，明确的摆线手性是通过磁弹性诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2009-08-23 cond-mat.str-el
Observation of universal topological magnetoelectric switching in multiferroic GdMn2O5
本文报告了多铁GdMn2O5中拓扑磁电开关的同步磁电循环操作，相比纯磁循环可在更宽参数空间实现且持续至居里温度，其拓扑行为源于自由能景观的精细调控。
2025-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of rare-earth (Er and Gd) substitution on the magnetic and multiferroic properties of DyFe0.5Cr0.5O3
我们报告的结果，我们的调查的影响部分替代的Er和Gd的Dy的磁性和磁电性能的DyFe 0.5Cr 0.5O3，这是已知的是一个多铁性系统。磁化率和热容量数据，除了确认在121和13 K的磁性转变在DyFe 0.5Cr 0.5O3的发生，带来了较低的转变温度仅被抑制的稀土替代。发现Dy_（0.4）Ln_（0.6）Fe_（0.5）Cr_（0.5）O_3（Ln= Er和Gd）具有多铁性。有证据表明，在所有这些材料中，随着温度在这两个转变过程中的变化，磁电耦合的行为存在质的差异。所有化合物均观察到残余电极化的强度。最值得注意的观察是，电极化的强度被认为是得到增强的结果，稀土取代相对于DyFe 0.5Cr 0.5O3。有趣的是，在磁热效应中看到类似的趋势，与磁电耦合的存在一致。这一结果为稀土掺杂调节该系列氧化物的磁电耦合提供了依据。
2016-08-10 cond-mat.str-el
Enhanced polarization, magnetoelectric response and possible bi-multiferroic phase separation in Tb_{1-x}Ho_xMnO_3
合成了一系列具有正交晶系结构的锰氧化物Tb_（1-x）H_xMnO_3（0<=x<=0.6），并对其多铁性进行了详细的研究。所有样品在温度变化时都发生了连续的磁转变，Mn 3+螺旋自旋有序和稀土自旋有序都随着x的增加而被抑制。在0.2<x<0.4的范围内，极化和磁电响应都有明显的增强，这可能是由于螺旋和E型自旋序之间可能存在的竞争。基于双eg轨道双交换模型进行了理论计算，结果支持多铁性相分离的假设。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity in an organic charge-transfer salt: Electric-dipole-driven magnetism
多铁性材料表现出电自由度和磁自由度的同时有序性，无论从学术角度还是从技术角度来看，都是一种引人注目的材料。多铁性的一个突出机制是自旋驱动的铁电性，通常在具有螺旋自旋序的阻挫反铁磁体中发现。在那里，与传统的铁电体类似，电偶极是由离子的偏心位移产生的。然而，最近一种不同的机制，即纯电子铁电性，其中电荷顺序打破反转对称性，引起了相当大的兴趣。在这里，我们提供的证据，这种奇特的类型的铁电性，伴随着反铁磁自旋顺序，在一个二维的有机电荷转移盐，从而代表了一类新的多铁性。对于电子铁电体，偶极和自旋序几乎同时出现。这可以归因于铁电有序引起的自旋阻挫的损失。因此，这里的自旋序是由铁电性驱动的，与螺旋磁体中的自旋驱动铁电性形成鲜明对比。
2011-11-24 cond-mat.str-el
Ferroelectric and Multiferroic Properties of Quasi-2D Organic Charge-Transfer Salts
本文综述了准二维有机电荷转移盐的电子铁电性及多铁性，总结了基本物理性质、实验观测与磁电耦合理论。
2024-09-20 cond-mat.str-el
Identifying the Magnetoelectric Modes of Multiferroic BiFeO$_3$
我们已经确定了四个磁电模式的多铁性BiFeO $_3$使用太赫兹光谱测量。通过包括沿电极化的强度方向的易轴各向异性的影响，获得了与观察到的峰的极好的协议。通过扭曲摆线自旋状态，各向异性将$Ψ_{\pm 1}$模式分裂成20和21.5 cm $^{-1}$处的峰，并激活27 cm $^{-1}$处的较低$Φ_{\pm 2}$模式（T=200 K）。在21.5 cm $^{-1}$处，用上$Ψ_{\pm 1}$模式识别电磁振子。我们的结果也解释了最近的拉曼和非弹性中子散射测量。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual nature of improper ferroelectricity in a magnetoelectric multiferroic
利用第一性原理计算，研究了正交晶系HoMnO 3中磁有序引起的铁电性的微观起源。我们获得了迄今为止在整个类反常磁性铁电体中观察到的最大铁电极化。我们发现，这两个建议的机制FE在多铁性，晶格和电子为基础的，是同时活跃在这个化合物：铁电极化的大部分出现由于量子力学效应的电子轨道极化，除了传统的极性原子位移。一个有趣的机制切换的磁电域由电场通过180度相干旋转的Mn自旋也提出了。
2007-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local multiferroic ordering at room temperature in collinear magnetoelectric antiferromagnets induced by flexo-Zeeman coupling
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心）；Faculty of Physics of Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学物理学院）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Department of Applied Physics, KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院应用物理系）
本文在简单氧化物Cr2O3中实验证明了特定畴壁可作为室温多铁区域，其机制源于交换作用的各向异性晶体对称性依赖，适用于双亚点阵反铁磁体，为高温自旋驱动多铁性在磁电自旋轨道存储与逻辑中的应用奠定基础。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size dependent electric voltage-controlled magnetic anisotropy in multiferroic heterostructures: Interface-charge and strain co-mediated magnetoelectric coupling
提出了一种唯象方法来研究铁磁/铁电异质结构中电压控制的磁各向异性。FM层是金属Fe（001）、Ni（001）、Co（0001）或半金属（La，Sr）MnO 3膜。两种磁电机制，即，界面电荷和应变介导的耦合。我们表明，界面电荷介导的耦合是主要的机制时，FM膜厚度低于一定的过渡厚度dtr的磁电耦合，而应变介导的耦合占主导地位的dtr以上。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical magnetoelectric phenomena of multiferroic skyrmions
磁skyrmions，涡旋状旋转的自旋纹理的特征是一个量化的拓扑不变量，实现在手征晶格磁体目前吸引了强烈的研究兴趣。特别是，它们在外场下的动力学对于基础科学和技术应用都是至关重要的问题。虽然到目前为止，对磁skyrmions的观测仅限于金属磁体，但它们的实现也在2012年在手性晶格绝缘磁体Cu2OSeO3中被发现。在绝缘体中的Skyrmions原来表现出多铁性与自旋诱导铁电性。相对论自旋轨道相互作用介导的非共线Skyrmion自旋和电极化的强度之间的强磁电耦合使我们能够通过施加电场而不是注入电流来驱动磁Skyrmion的运动和振荡。绝缘材料还提供了一个环境，适合于通过光谱测量检测纯自旋动力学由于缺乏可观的电荷激发。本文综述了绝缘体中磁skyrmions的多铁性和动态磁电现象的理论和实验研究进展。我们认为，多铁性skyrmions显示出独特的耦合振荡模式的磁化和极化，所谓的电磁振子激发，这是磁和电活性，和电和磁激活过程之间的干扰导致奇特的磁电效应在微波频率制度。
2015-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-resolution structure studies and magnetoelectric coupling of relaxor multiferroic Pb(Fe$_{0.5}$Nb$_{0.5}$)O$_3$
Pb（Fe $_{0.5}$ Nb $_{0.5}$）O $_3$（PFN）是少数弛豫多铁性体系之一，在$T_N$ = 143 K时具有$G$型反铁磁转变，在$T_C$ = 385 K时具有铁电转变.通过使用高分辨率的中子衍射实验和总散射技术，我们描绘了一个全面的图片的长，短距离结构的PFN：（i）一个明显的迹象$T_C$以上的短程结构相关性，（ii）没有迹象的负热膨胀行为在以前的研究报告，（iii）最清楚的证据，迄今为止的磁电耦合低于$T_N$。我们得出结论，在不寻常的弛豫多铁性行为的核心在于Fe $^{3+}$和Nb $^{5+}$原子之间的无序。我们认为，这种无序引起的短程结构的相关性所产生的O无序除了铅位移。
2015-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of strain and oxygen vacancies on the magnetoelectric properties of multiferroic bismuth ferrite
采用第一性原理密度泛函理论计算了多铁性材料BiFeO 3的铁电极化和弱铁磁磁化强度与应变和氧空位的关系。发现电极化的强度与应变相当无关，与大多数常规钙钛矿铁电体形成鲜明对比。它也不受氧空位或应变和氧空位的组合存在的显著影响。磁化强度也不受应变的影响，然而氧空位的掺入可以轻微地改变磁化强度，并且还导致Fe^{2+}的形成。这些结果进行了讨论，根据最近的实验BiFeO_3的外延膜，报告了一个强烈的厚度依赖性的磁化强度和极化。
2005-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamics of Multiferroic Domain Wall in Spin-Cycloidal Ferroelectric DyMnO$_{3}$
本文报道了多铁性DyMnO $_{3}$在宽频率范围内的巨磁电容（GMC）的介电色散。GMC被发现是归因于不软化的电磁振子，但电场驱动的运动的多铁性畴壁（DW）。与传统的铁电DW相比，本发明的多铁性DW运动即使在低温下也保持$\sim$ $10^{7}$ s $^{-1}$的极高弛豫速率。这种移动的性质以及模型模拟表明，多铁性DW不是原子薄的铁电体，但厚，反映其磁性起源。
2009-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Merons, hedgehogs and magnetoelectric switching in spiral multiferroics
研究螺旋多铁性体中电场驱动磁畴壁运动的开关过程，发现含meron弦和hedgehog缺陷的拓扑结构显著影响畴壁动力学，为电控自旋提供新平台。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of ferroelectricity in the multiferroic barium fluorides BaMF4
我们提出了第一性原理研究的一系列多铁性氟化钡的组成BaMF 4，其中M是Mn，Fe，Co，或Ni。我们讨论的结构，电子和磁性的趋势，我们表明，在这些系统中的铁电性的结果从“冻结”的一个单一的不稳定的极性声子模式。与标准钙钛矿铁电体的情况相反，这种结构畸变不伴随阳离子和阴离子之间的电荷转移。因此，在多铁性氟化钡中的铁电不稳定性仅仅是由于尺寸效应和底层晶体结构的特殊几何约束而产生的。
2006-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modeling and Physics of Multiferroic Perovskite Manganites
本文针对RMnO₃类钙钛矿锰氧化物，构建考虑其电子和晶格结构的微观理论模型，综述基于该模型的理论工作以阐明其磁电现象，助力理解多铁性材料磁电现象的普适物理特性。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Group-theoretical Approach to Enumerating Magnetoelectric and Multiferroic Couplings in Perovskites
我们使用群论的方法来列举可能的耦合之间的磁性和铁电极化的母体$Pm\bar{3}m$钙钛矿结构。我们表明，三阶磁电耦合项必须始终涉及磁序在A和B-网站，要么转换为R-点或X-点时间奇不可约表示（irreps）。对于四阶耦合，我们证明，这一标准可以放宽允许耦合涉及irreps在X，M和R-点，共同保存晶体动量，产生磁电效应所产生的B-网站磁秩序。在这种情况下，进入序参量的三个irreps中的正好两个必须是时间奇数irreps，并且其中一个或全部必须是关于反演对称的偶数。我们能够证明，在这个三元组中，时间偶不重复必须转化为X $_{1}^{-}$，M $_{3,5}^{-}$和R $_{5}^{+}$之一，对应于A位阳离子有序，A位反极性位移或阴离子岩盐有序.这大大减少了（II型多铁性）钙钛矿的搜索空间。我们使用类似的参数来证明如何弱铁磁性可能是工程，我们提出了各种方案耦合到铁电极化。我们说明了我们的方法与DFT计算磁电耦合，并通过考虑文献，我们建议的研究途径可能是最有前途的新型磁电材料的设计。
2018-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin flexoelectricity in multiferroics
考虑了与非均匀磁电相互作用有关的各种现象。在磁介质的情况下，序参量的空间调制与电极化的强度之间的相互关系（称为液晶中的挠曲电效应）以自旋调制引起的电极化的强度的形式出现，反之亦然。这种挠曲磁电相互作用还与铁电畴结构对反铁磁矢量分布的影响以及微磁结构的磁电性质有关。本文还考虑了非均匀磁电相互作用对多铁性材料动力学性质，特别是磁振子谱的影响。
2010-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in the low-temperature ferroelectric phase of multiferroic YMn2O5 using inelastic neutron scattering
利用非弹性中子散射（INS）研究了多铁性YMn2O5低温铁电相的磁激发。我们识别出低能磁振子模式，并在INS观察到的磁振子峰与光学吸收中观察到的电磁振子峰之间建立对应关系[1]。此外，我们解释的微观机制，这导致在最低能量的电磁振子峰，通过比较非弹性中子谱重量与在相称的铁电相的极化。
2011-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic correlations decimate the ferroelectric polarization of multiferroic HoMn2O5
我们表明，电子相关性抽取的本征铁电极化最近发现的一类多铁性锰氧化物RMn $_2$ O $_5$，其中R是一种稀土元素。这是从{ \it ab initio}能带结构计算证明，该计算解释了锰3d电子之间的强局部库仑相互作用-这些材料中磁性的根源。当包括这些时，计算的多铁性HoMn $_2$ O $_5$的电子、磁性和晶格结构导致与实验一致的极化的幅度和方向。抽取背后的微观机制是铁电晶格位移引起的离子极化和价电荷重新分布引起的电子极化的近抵消。
2008-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroics: different ways to combine magnetism and ferroelectricity
多铁性-材料同时（铁）磁性和铁电性，往往也是铁弹性，吸引了现在相当大的关注，既因为有趣的物理参与，因为他们承诺重要的实际应用。在本文中，我给出了一个调查的微观因素决定这些属性的共存，并讨论了不同的可能途径，将它们结合在一种材料。特别是在过渡金属钙钛矿中的d-状态的占领的作用进行了讨论，螺旋磁结构的可能作用被强调和铁电性的磁系统中的新机制，由于结合的网站为中心的和键为中心的电荷排序。在几个特定的材料，包括磁铁矿Fe 3 O 4，多铁性行为的微观本质进行了讨论。
2006-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic properties of oxygen functionalized magnetic i-MXene
二维多铁性材料继承了低维材料和磁电材料的优良物理性质，并以其独特的结构超越了三维材料。这里，基于密度泛函理论计算，MXene衍生物，即，i-MXene（Ta $_{2/3}$ Fe $_{1/3}$）$_2$ CO $_2$被预测为I型多铁性材料。源自可靠的$5d^0$规则，其铁电性是稳健的，具有沿a轴高达$\sim12.33$ $μ$ C/cm $^2$的中等极化，其可以容易地切换并且可以在室温以上持续。其磁基态为层状反铁磁性。尽管它是I型多铁性材料，但它的Néel温度可以通过顺电-铁电转变显着调节，表现出一种固有的磁电耦合。这种磁电效应源于传统的磁致伸缩效应，但交换阻挫却意外地放大了这种效应。我们的工作不仅揭示了非平凡的磁电机制，而且为在二维极限下寻找更多的多铁性材料提供了一种策略。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust Ferroelectric State in Multiferroic Mn$_{1-x}$Zn$_x$WO$_4$
我们报道了多铁性化合物Mn $_{1-x}$ Zn $_x$ WO $_4$中的铁电态。磁性Mn $^{2+}$被磁性Zn $^{2+}$取代减少了磁交换，并提供了对MnWO $_4$的各种磁性和多铁性状态的控制。仅5%的Zn取代导致受抑共线（顺电）低温相的完全抑制。螺旋形的磁性和铁电相发展为基态。多铁性状态在超过50%的高取代水平下是稳定的。研究了Mn $_{1-x}$ Zn $_x$ WO $_4$单晶的磁性、热力学、介电性质以及铁电极化，并对x=0.5以下的取代度进行了研究.在单晶中子散射实验中鉴定了磁相。铁电极化与螺旋相的无公度峰的中子强度成比例。
2011-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping effects on trimerization and magnetoelectric coupling of single crystal multiferroic (Y,Lu)MnO3
Hexanonal RMnO 3是一种多铁性化合物，在反铁磁转变温度下具有巨大的自旋-晶格耦合[1]。尽管在过去的二十年里进行了广泛的研究，但是，强自旋-晶格耦合的起源和潜在的微观机制仍然非常难以捉摸。在这项研究中，我们试图解决这个问题，通过测量的热膨胀和介电常数的掺杂单晶Y1-xLuxMnO 3与x = 0，0.25，0.5，0.75，和1.0。从这些测量中，我们确认，有一个渐进的变化，掺杂的物理性质。与此同时，我们所有的样品在TN处都表现出明显的异常，即使在x = 0.5和0.75的样品中也是如此，这与一些早期的想法相反，这表明异常的不寻常的掺杂依赖性。我们的工作揭示了另一个有趣的方面的自旋晶格耦合问题在六方RMnO 3。
2017-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical magnetoelectric effects induced by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroics
研究了具有螺旋磁序的多铁性体系中铁电性和磁性之间的动力学相互作用。我们表明，动态交换伸缩诱导自旋和横声子之间的双二次相互作用，导致在铁电相的自发铁电极化$\mathbf{P}$的量子涨落。自旋波与电极化的强度涨落之间的杂化导致了低阶横声子模。它们在小波矢量处垂直于$\mathbf{P}$和螺旋自旋，但随后在接近磁调制矢量的波矢量处转向平行于$\mathbf{P}$。对于螺旋磁结构，决定$\mathbf{P}$方向的自旋手征也具有长程序。由于动力学Dzyaloshiskii-Moriya相互作用，自旋手征与自旋涨落强烈耦合，这意味着自旋手征在有序自旋1/2系统中的就地反转，并导致极化中子从摆线螺旋磁网的有限散射强度。
2009-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamic multiferroicity of a ferroelectric quantum critical point
量子物质拥有各种各样的相，有些是共存的，有些是竞争的;当两个或更多的订单一起出现时，它们通常是纠缠的，不能分开。动态多铁性，电偶极子的波动导致磁化，是一个例子，其中两个订单是不可能解开。在这里，我们证明了铁电体量子临界点（FE QCP）附近的铁电体的磁响应升高，因为磁波动纠缠与铁电波动。因此，我们认为，任何铁电量子临界点是一个\textit{inherent}多铁量子临界点。我们计算了铁电QCP附近的磁化率，发现铁电QCP附近出现了一个具有增强磁特征的区域，并且该区域由铁电相的调谐参数控制。效果是小的，但可观察到的-我们提出量子顺电钛酸锶作为候选材料，其中的感应磁矩的大小可以是$\sim 5 \times 10^{-7} μ_{B}$每个单元电池附近的FE QCP。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of epitaxial strain on ferroelectric polarization in multiferroic BiFeO3 films
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（001）衬底上以SrRuO 3为底电极生长了厚度为40 ~ 960 nm的BiFeO 3多铁性外延薄膜。X射线衍射分析表明，随着薄膜厚度的增加，薄膜的结构由c/a ~ 1.04的角畸变四面体转变为c/a ~ 1.01的块状畸变菱面体。尽管有这种显著的结构演变，但如从沿法线方向的测量计算的，沿着扭曲的伪立方晶胞的体对角线的铁电极化几乎没有变化。
2007-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for a single-layer van der Waals multiferroic
多铁性材料因其优异的静态和动态磁电性能而受到广泛关注。特别是，II型多铁性表现出反转对称性破坏的磁序，通过各种机制，如自旋电流或逆Dzyaloshinskiii-Moriya效应，直接诱导铁电极化。磁和偶极序参量之间的这种内在耦合导致了记录强度的磁电效应。二维材料具有这种内在的多铁性，长期以来一直寻求利用纳米电子器件中的磁电耦合。在这里，我们报告的发现II型多铁性秩序在一个单一的原子层的过渡金属为基础的范德华材料NiI 2。NiI 2的多铁性状态的特征在于具有给定旋向的适当螺旋自旋螺旋，其耦合到电荷自由度以产生手性控制的电极化。我们利用圆二色性拉曼光谱直接探测了磁手征基态及其由动态磁电耦合产生的电磁振子模。使用双折射和二次谐波产生测量，我们检测到一个高度各向异性的电子状态，同时打破三重旋转和反转对称性，并支持极序。的光学签名作为温度和层数的函数的演变令人惊讶地揭示了一个有序的磁性，极性状态，持续到单层NiI 2的磁极限。这些观察建立NiI 2和过渡金属二卤化物作为一个新的平台，研究新兴的多铁性现象，手性磁纹理和铁电性在二维极限。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inversion of ferrimagnetic magnetization by ferroelectric switching via a novel magnetoelectric coupling
尽管已经广泛地研究了几种多铁性材料/异质结构，但是找到用于磁化的电场控制的强磁电耦合仍然具有挑战性。在这里，一种新的界面磁电耦合的基础上的三个组件（铁电偶极子，磁矩，反铁磁秩序）解析制定。作为载流子介导的磁电效应的一种延伸，这种新的耦合被证明可以引起电-磁磁滞回线。提出了采用沿[ $111$ ]轴生长的BiFeO $_3$双层的实现。在不涉及磁相变的情况下，磁化取向可以通过由场效应驱动的载波调制来切换，如使用第一性原理计算所确认的。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analogy between the magnetic dipole moment at the surface of a magnetoelectric and the electric charge at the surface of a ferroelectric
为了纪念Igor Dzyaloshinskii的90岁生日，我们根据现代铁电极化理论重温了他在线性磁电效应方面的开创性工作。我们表明，与磁电材料的表面磁偶极矩是类似的铁电体中的束缚表面电荷，因为它可以方便地描述在一个块体磁电多极化，这是类似于铁电极化。我们定义的内在表面磁化强度为每单位面积的表面磁偶极矩，并提供了一个方便的配方提取它的任何表面平面，从知识的散装磁秩序。我们演示的原型磁电材料，Cr $_2$ O $_3$，其中Dzyaloshinskii第一次确定的线性磁电效应的程序，并比较最近的实验测量的内在表面磁化强度的值。最后，我们认为，非磁电反铁磁体的多极化晶格不包含零应该有一个内在的表面磁化，以同样的方式，非极性绝缘体的极化晶格不包含零有一个内在的表面电荷。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
